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b97b93c262
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bearings.scad
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9
bearings.scad
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@ -0,0 +1,9 @@
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//Todo: placeholder; should generate standard + cusom bearing mounting holes
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module bearing_hole(outer_radius, hole=true, mochup=true)
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{
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union()
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{
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if (mochup==true) %translate([0,0,-1.5])cylinder(r=outer_radius,h=3);
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if (hole==true) circle(r=outer_radius);
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}
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}
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171
gears.scad
Normal file
171
gears.scad
Normal file
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@ -0,0 +1,171 @@
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//test
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// gear(number_of_teeth=11,diametral_pitch=17);
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translate([(51+17)*200/360+1.15,0]) rotate(-0.02)
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gear(number_of_teeth=51,circular_pitch=200);
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gear(number_of_teeth=17,circular_pitch=200);
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translate([-50,0]) gear(number_of_teeth=17,diametral_pitch=2);
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//test();
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module test()
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{
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for (i=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15])
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{
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//echo(polar_to_cartesian([involute_intersect_angle( 0.1,i) , i ]));
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translate(polar_to_cartesian([involute_intersect_angle( 0.1,i) , i ])) circle($fn=15, r=0.5);
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//translate( involute_intersection_point(0.1,i,0) ) circle($fn=15, r=0.5);
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}
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}
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// circular_pitch = pitch_diameter*180/ number_of_teeth;
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// Geometry Sources:
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// http://www.cartertools.com/involute.html
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// gears.py (inkscape extension: /usr/share/inkscape/extensions/gears.py)
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// Usage:
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// Diametral pitch: Number of teeth per unit length.
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// Circular pitch: Length of the arc from one tooth to the next
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// Clearance: Radial distance between top of tooth on one gear to bottom of gap on another.
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module gear(number_of_teeth,
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circular_pitch=false, diametrial_pitch=false,
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pressure_angle=20, clearance = 0)
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{
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if (circular_pitch==false && diametrical_pitch==false) echo("MCAD ERROR: gear module needs either a diametrical_pitch or circular_pitch");
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//Convert diametrial pitch to our native circular pitch
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circular_pitch = (circular_pitch!=false?circular_pitch:180/diametral_pitch);
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// Pitch diameter: Diameter of pitch circle.
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pitch_diameter = number_of_teeth * circular_pitch / 180;
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pitch_radius = pitch_diameter/2;
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// Base Circle
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base_diameter = pitch_diameter*cos(pressure_angle);
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base_radius = base_diameter/2;
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// Diametrial pitch: Number of teeth per unit length.
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pitch_diametrial = number_of_teeth / pitch_diameter;
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// Addendum: Radial distance from pitch circle to outside circle.
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addendum = 1/pitch_diametrial;
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//Outer Circle
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outer_radius = pitch_radius+addendum;
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outer_diameter = outer_radius*2;
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// Dedendum: Radial distance from pitch circle to root diameter
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dedendum = addendum + clearance;
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// Root diameter: Diameter of bottom of tooth spaces.
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root_radius = pitch_radius-dedendum;
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||||||
|
root_diameter = root_radius * 2;
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||||||
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||||||
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half_thick_angle = 360 / (4 * number_of_teeth);
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echo(half_thick_angle);
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union()
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{
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rotate(half_thick_angle) circle($fn=number_of_teeth*2, r=root_radius*1.001);
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||||||
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|
for (i= [1:number_of_teeth])
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||||||
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//for (i = [0])
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{
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||||||
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rotate([0,0,i*360/number_of_teeth])
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||||||
|
{
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|
involute_gear_tooth(
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||||||
|
pitch_radius = pitch_radius,
|
||||||
|
root_radius = root_radius,
|
||||||
|
base_radius = base_radius,
|
||||||
|
outer_radius = outer_radius,
|
||||||
|
half_thick_angle = half_thick_angle);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
module involute_gear_tooth(
|
||||||
|
pitch_radius,
|
||||||
|
root_radius,
|
||||||
|
base_radius,
|
||||||
|
outer_radius,
|
||||||
|
half_thick_angle
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
pitch_to_base_angle = involute_intersect_angle( base_radius, pitch_radius );
|
||||||
|
|
||||||
|
outer_to_base_angle = involute_intersect_angle( base_radius, outer_radius );
|
||||||
|
|
||||||
|
//echo(base_radius);
|
||||||
|
//echo(outer_radius);
|
||||||
|
//echo(outer_to_base_angle);
|
||||||
|
echo(acos(base_radius/pitch_radius));
|
||||||
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||||||
|
base1 = 0 - pitch_to_base_angle - half_thick_angle;
|
||||||
|
pitch1 = 0 - half_thick_angle;
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||||||
|
outer1 = outer_to_base_angle - pitch_to_base_angle - half_thick_angle;
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||||||
|
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||||||
|
b1 = polar_to_cartesian([ base1, base_radius ]);
|
||||||
|
p1 = polar_to_cartesian([ pitch1, pitch_radius ]);
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||||||
|
o1 = polar_to_cartesian([ outer1, outer_radius ]);
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||||||
|
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||||||
|
b2 = polar_to_cartesian([ -base1, base_radius ]);
|
||||||
|
p2 = polar_to_cartesian([ -pitch1, pitch_radius ]);
|
||||||
|
o2 = polar_to_cartesian([ -outer1, outer_radius ]);
|
||||||
|
|
||||||
|
// ( root_radius > base_radius variables )
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||||||
|
pitch_to_root_angle = pitch_to_base_angle - involute_intersect_angle(base_radius, root_radius );
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||||||
|
root1 = pitch1 - pitch_to_root_angle;
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||||||
|
root2 = -pitch1 + pitch_to_root_angle;
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||||||
|
r1_t = polar_to_cartesian([ root1, root_radius ]);
|
||||||
|
r2_t = polar_to_cartesian([ -root1, root_radius ]);
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||||||
|
|
||||||
|
// ( else )
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||||||
|
r1_f = polar_to_cartesian([ base1, root_radius ]);
|
||||||
|
r2_f = polar_to_cartesian([ -base1, root_radius ]);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (root_radius > base_radius)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
echo("true");
|
||||||
|
polygon( points = [
|
||||||
|
r1_t,p1,o1,o2,p2,r2_t
|
||||||
|
], convexity = 3);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
polygon( points = [
|
||||||
|
r1_f, b1,p1,o1,o2,p2,b2,r2_f
|
||||||
|
], convexity = 3);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
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|
// Finds the angle of the involute about the base radius at the given distance (radius) from it's center.
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//source: http://www.mathhelpforum.com/math-help/geometry/136011-circle-involute-solving-y-any-given-x.html
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|
function involute_intersect_angle(base_radius, radius) = sqrt( pow(radius/base_radius,2) - 1);
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// Polar coord [angle, radius] to cartesian coord [x,y]
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|
function polar_to_cartesian(polar) = [
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polar[1]*cos(polar[0]),
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||||||
|
polar[1]*sin(polar[0])
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|
];
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||||||
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||||||
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// == LEGACY ==
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// Finds the intersection of the involute about the base radius with a cricle of the given radius in cartesian coordinates [x,y].
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||||||
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||||||
|
//function involute_intersection_point(base_radius, radius, zero_angle) = polar_to_cartesian([ involute_intersect_angle(base_radius, radius)-zero_angle , radius ]);
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||||||
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||||||
|
//function rotation_matrix(degrees) = [ [cos(degrees), -sin(degrees)] , [sin(degrees), cos(degrees)] ];
|
||||||
|
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||||||
|
//function involute_intersect_angle(base_radius, radius) = sqrt( pow(radius,2) - pow(base_radius,2) ) / base_radius - acos(base_radius / radius);
|
||||||
4
math.scad
Normal file
4
math.scad
Normal file
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@ -0,0 +1,4 @@
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|
PI = 3.14159;
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|
// translates a imperial measurement in inches to meters
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||||||
|
mm_per_inche =25.4;
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||||||
92
motors.scad
Normal file
92
motors.scad
Normal file
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@ -0,0 +1,92 @@
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|
include <math.scad>
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//generates a motor mount for the specified nema standard #.
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module stepper_motor_mount(nema_standard,slide_distance=0, mochup=true)
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{
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||||||
|
//dimensions from:
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||||||
|
// http://www.numberfactory.com/NEMA%20Motor%20Dimensions.htm
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||||||
|
if (nema_standard == 17)
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||||||
|
{
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||||||
|
_stepper_motor_mount(
|
||||||
|
motor_shaft_diameter = 0.1968*mm_per_inche,
|
||||||
|
motor_shaft_length = 0.945*mm_per_inche,
|
||||||
|
pilot_diameter = 0.866*mm_per_inche,
|
||||||
|
pilot_length = 0.80*mm_per_inche,
|
||||||
|
mounting_bolt_circle = 1.725*mm_per_inche,
|
||||||
|
bolt_hole_size = 3.5,
|
||||||
|
bolt_hole_distance = 1.220*mm_per_inche,
|
||||||
|
slide_distance = slide_distance,
|
||||||
|
mochup = mochup);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (nema_standard == 23)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_stepper_motor_mount(
|
||||||
|
motor_shaft_diameter = 0.250*mm_per_inche,
|
||||||
|
motor_shaft_length = 0.81*mm_per_inche,
|
||||||
|
pilot_diameter = 1.500*mm_per_inche,
|
||||||
|
pilot_length = 0.062*mm_per_inche,
|
||||||
|
mounting_bolt_circle = 2.625*mm_per_inche,
|
||||||
|
bolt_hole_size = 0.195*mm_per_inche,
|
||||||
|
bolt_hole_distance = 1.856*mm_per_inche,
|
||||||
|
slide_distance = slide_distance,
|
||||||
|
mochup = mochup);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
//inner mehod for creating a stepper motor mount of any dimensions
|
||||||
|
module _stepper_motor_mount(
|
||||||
|
motor_shaft_diameter,
|
||||||
|
motor_shaft_length,
|
||||||
|
pilot_diameter,
|
||||||
|
pilot_length,
|
||||||
|
mounting_bolt_circle,
|
||||||
|
bolt_hole_size,
|
||||||
|
bolt_hole_distance,
|
||||||
|
slide_distance = 0,
|
||||||
|
motor_length = 40, //arbitray - not standardized
|
||||||
|
mochup
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
union()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// == centered mount points ==
|
||||||
|
//mounting circle inset
|
||||||
|
translate([0,slide_distance/2,0]) circle(r = pilot_diameter/2);
|
||||||
|
square([pilot_diameter,slide_distance],center=true);
|
||||||
|
translate([0,-slide_distance/2,0]) circle(r = pilot_diameter/2);
|
||||||
|
|
||||||
|
//todo: motor shaft hole
|
||||||
|
|
||||||
|
//mounting screw holes
|
||||||
|
for (x = [-1,1])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (y = [-1,1])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
translate([x*bolt_hole_distance/2,y*bolt_hole_distance/2,0])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
translate([0,slide_distance/2,0]) circle(bolt_hole_size/2);
|
||||||
|
translate([0,-slide_distance/2,0]) circle(bolt_hole_size/2);
|
||||||
|
square([bolt_hole_size,slide_distance],center=true);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// == motor mock-up ==
|
||||||
|
//motor box
|
||||||
|
if (mochup == true)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
%translate([0,0,-5]) cylinder(h = 5, r = pilot_diameter/2);
|
||||||
|
%translate(v=[0,0,-motor_length/2])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
cube(size=[bolt_hole_distance+bolt_hole_size+5,bolt_hole_distance+bolt_hole_size+5,motor_length], center = true);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
//shaft
|
||||||
|
%translate(v=[0,0,-(motor_length-motor_shaft_length-2)/2])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
%cylinder(r=motor_shaft_diameter/2,h=motor_length+motor_shaft_length--1, center = true);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
179
nuts_and_bolts.scad
Normal file
179
nuts_and_bolts.scad
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,179 @@
|
||||||
|
//testNutsAndBolts();
|
||||||
|
|
||||||
|
module testNutsAndBolts()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
$fn = 360;
|
||||||
|
translate([0,15])nutHole(3, proj=2);
|
||||||
|
boltHole(3, length= 30, proj=2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
MM = "mm";
|
||||||
|
INCH = "inch"; //Not yet supported
|
||||||
|
|
||||||
|
//Based on: http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Screws/Hex_Screws.htm
|
||||||
|
METRIC_NUT_AC_WIDTHS =
|
||||||
|
[
|
||||||
|
-1, //0 index is not used but reduces computation
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
6.40,//m3
|
||||||
|
8.10,//m4
|
||||||
|
9.20,//m5
|
||||||
|
11.50,//m6
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
15.00,//m8
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
19.60,//m10
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
22.10,//m12
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
27.70,//m16
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
34.60,//m20
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
41.60,//m24
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
53.1,//m30
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
63.5//m36
|
||||||
|
];
|
||||||
|
METRIC_NUT_THICKNESS =
|
||||||
|
[
|
||||||
|
-1, //0 index is not used but reduces computation
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
2.40,//m3
|
||||||
|
3.20,//m4
|
||||||
|
4.00,//m5
|
||||||
|
5.00,//m6
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
6.50,//m8
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
8.00,//m10
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
10.00,//m12
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
13.00,//m16
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
16.00//m20
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
19.00,//m24
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
24.00,//m30
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
29.00//m36
|
||||||
|
];
|
||||||
|
|
||||||
|
COURSE_METRIC_BOLT_MAJOR_THREAD_DIAMETERS =
|
||||||
|
[//based on max values
|
||||||
|
-1, //0 index is not used but reduces computation
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
2.98,//m3
|
||||||
|
3.978,//m4
|
||||||
|
4.976,//m5
|
||||||
|
5.974,//m6
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
7.972,//m8
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
9.968,//m10
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
11.966,//m12
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
15.962,//m16
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
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||||||
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19.958,//m20
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||||||
|
-1,
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||||||
|
-1,
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||||||
|
-1,
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||||||
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23.952,//m24
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||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
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||||||
|
-1,
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||||||
|
29.947,//m30
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
-1,
|
||||||
|
35.940//m36
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||||||
|
];
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||||||
|
|
||||||
|
module nutHole(size, units=MM, tolerance = +0.0001, proj = -1)
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||||||
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{
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||||||
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//takes a metric screw/nut size and looksup nut dimensions
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|
radius = METRIC_NUT_AC_WIDTHS[size]/2+tolerance;
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||||||
|
height = METRIC_NUT_THICKNESS[size]+tolerance;
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||||||
|
if (proj == -1)
|
||||||
|
{
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||||||
|
cylinder(r= radius, h=height, $fn = 6, center=[0,0]);
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||||||
|
}
|
||||||
|
if (proj == 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
circle(r= radius, $fn = 6);
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||||||
|
}
|
||||||
|
if (proj == 2)
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||||||
|
{
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||||||
|
translate([-radius/2, 0])
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||||||
|
square([radius*2, height]);
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||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
module boltHole(size, units=MM, length, tolerance = +0.0001, proj = -1)
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||||||
|
{
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||||||
|
radius = COURSE_METRIC_BOLT_MAJOR_THREAD_DIAMETERS[size]/2+tolerance;
|
||||||
|
//TODO: proper screw cap values
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||||||
|
capHeight = METRIC_NUT_THICKNESS[size]+tolerance; //METRIC_BOLT_CAP_HEIGHTS[size]+tolerance;
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||||||
|
capRadius = METRIC_NUT_AC_WIDTHS[size]/2+tolerance; //METRIC_BOLT_CAP_RADIUS[size]+tolerance;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (proj == -1)
|
||||||
|
{
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||||||
|
translate([0, 0, -capHeight])
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||||||
|
cylinder(r= capRadius, h=capHeight);
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||||||
|
cylinder(r = radius, h = length);
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||||||
|
}
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||||||
|
if (proj == 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
circle(r = radius);
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||||||
|
}
|
||||||
|
if (proj == 2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
translate([-capRadius/2, -capHeight])
|
||||||
|
square([capRadius*2, capHeight]);
|
||||||
|
square([radius*2, length]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
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